צליל מופיע עקב התפשטות גל מגוף מתנודד. עצמים מוצקים, בפרט, מתכות וסגסוגות שלהם, אוויר, מים - כל אלה הם מדיה. הם עשויים להפיק קול.
רבים מופתעים מהמצב שבו הרכבת עדיין מחוץ לטווח הראייה ואי אפשר לשמוע אותה, ואם תשימי את האוזן אל פסי הפלדה, צליל הגלגלים יהיה ברור. ברור שהסיבה היא מהירות הקול השונה בפלדה ובאוויר. נושא זה יידון ביתר פירוט במאמר.
איך גל קול מתפשט במוצקים
בואו נשקול את הפיזיקה של התהליך. קול בפלדה, כמו גם במוצקים בכלל, אינו מתפשט באותו אופן כמו בגזים ובנוזלים. זה מוסבר על ידי הבדלים במבנה של חומרים. האטומים של גוף מוצק מחוברים ביניהם על ידי כוחות חשמליים בלתי נראים. יחד הם יוצרים סריג קריסטל. קישורים פועלים כמו קפיצים. אםחלק מהאטום זז, ואחר כך נע איתו.
צליל במוצק נוצר על ידי תנודות של חלקיקים והתפשטותם לאורך סריג הגביש. יתר על כן, תנועות האטומים מסודרות, בעלות תדירות וכיוון זהה. התהליך מתאפשר עקב גמישות, כלומר, יכולת הגוף לעמוד בפני לחץ. תכונה וצפיפות אלו קובעות כמה מהר מתפשט גל קול. במתכות זה קורה פי עשרה מהר יותר מאשר באוויר.
מה קובע את מהירות התפשטות הקול בפלדה
כדי לענות על שאלה זו, עליך לדעת מה עוד משחק תפקיד בתהליך זה. בנוסף לגמישות, כיוון גל הקול משפיע על מהירות הקול. הוא אורכי ורוחב. הראשון מתפצל לכיוון התנועה התנודה, והשני - נגדו. במוצקים, בניגוד לאוויר, צליל יכול לנוע בשני הכיוונים. מעניין שמהירותו של גל אורך באותו תדר תנודה תמיד גבוהה מזו של גל רוחבי. ההבדל הוא כמה שניות.
דרגות הפלדה שונות בתכולת הפחמן (היא קובעת את הקשיות), במספר התכלילים הלא מתכתיים וכו'. הנה עוד עובדה מעניינת. נראה שאם ניקח סוג אחד של סגסוגת זו, אז מהירות הקול בפלדה תהיה קבועה, מכיוון שהיא תלויה בגמישות. עם זאת, זה לא. תכונה זו מאפיינת את ההתנגדות לעיוות, שיכולה להיות שונה: פיתול, דחיסה, כיפוף. סוג ההשפעה קובע גם את מהירות הקול. לפיכך, גל אורכי מתפצל לאורכונירוסטה במהירות של 5,800 מ"ש, גל דחיסה - 5,000 מ"ש, גל גזירה ופיתול - 3,100 מ"ש.
